Гусев - Электроника (944138), страница 94
Текст из файла (страница 94)
Для этого установлены переменные резисторы К, (смешение по Х) и К (смещение по 1'). Токи генераторов гока 1 задаются резисторами К„К . Равенство их обеспечивается подбором резисторов. Крузизна преобразования ПНТ напряжений 1/, и С~, задается резисторами К„, и Кге Требуемое напряжение смещения Е,„логарифмируюших устройств обеспечивается резист ором К . Выходное напряжение такого перемножизеля л„ л„я„ (6.16! ) 4б4 гце К- коэффициент пропорциональности. При необходимости получить выходной сигнал. несимметричный относительно общей шины, к выходу перемножителя подключакбт ОУ, выполняюШий функцию вычитающего устройства.
При этом приходится также подстраивать напряжение смещения ОУ !смещение по Х) с помошыо резистора балансировки нуля. В перемножителе 525ПС2 операционный усилитель введен в состав самой микросхемы, что резко уменьшает количество дополнительных навесных компонентов. Кроме того, в ней улучшены цепи температурной компенсации и снижена температурная погрешность.
Поэтому при включении данной микросхемы рис. 6,43, а приходится предусматривать только регулировку напряжений смешений по Х, )", 2;. Высокоточная лазерная подгонка параметров компонентов позволяет создать прецизионные перемножители сигналов, например 525ПСЗА, Б, В. У перемножителей 525ПС1 и 525ПС2 соответственно погрешности перемножения не более 2 и 1",40, входные напряжения до 12 и !О В, температурный дрейф погрешности перемножения 0„08 и 0,02;4,'град, нелинейность преобразования по входу Х не более 2 и 0,5;О, по входу г'-- 2 и 0,2;4, вхолные напряжения ло 4-12 и 1-10 В. Рис. 643.
Включение микросхемы 525ПС2 (а); олноквадразный .нна- рифмический ггеремножигеззь сигналов (й) Логариф.згыческие перемноэгсипгели основаны на использовании логарифмических и антилогарифмических усилителей. Если входные напряжения прологарифмировать с помощью логарифмирующих усилителей (ОУ 2)А1, .0А2 на рис. 6.43. 6), просуммировать логарифмы (ОУ 2)АЗ)„а затем найти антилогарифм суммы, то выходной сигнал будет равен произведению входных значений: 1У,„„= КЬгсз',. Погрешности подобных нелинейных цепей преобразования электрических сигналов зависят от характеристик р-л-переходов и при соответствующем подборе транзисторов или диодов не превышают 0,2 -1%.
Температурный дрейф погрешности перемножения может бьп ь получен менее 0,01% )град. При перемножении медленно меняющихся сигналов параллсльно с нелглнейным элементом в цепи ОС обычно включают конденсаторы, снижающие коэффициент усиления по переменному току и тем самым повыцзающие помехоустойчивость системы. 16 Заказ № 1066 465 Перемножители этого типа относятся к числу одноквадратных, так как перемножают напряжения г/„С' только одной полярности.
Недостатком логарифмических перемножителей является то, что полоса пропускания пропорциональна величине сигналов. Так, например, при Ь;„=10 В она около 100 кГц, а при 1г,„=0,1  — около ! кГц. Это связано с уменьшением глубины ОС при малых уровнях входного сигнала. Если после одного из преобразователей, выполняющих операцию логарифмирования, включить усилитель с единичным коэффициентом усиления, который инвертирует входной сигнал„ то система будет осуществлять деление одной величины на другую, так как логарифмы соответствующих напряжений вычитаются. На основе логарифмирующих цепей можно выполнять преобразователи, с помощью которых извлекаются алгебраические корни.
Так, если входной сигнал прологарифмировать, уменыпить в два раза, а потом подать на вход антилогарифмирующего преобразователя, то получится устройство, позволяющее выполнять операцию С', „=К ' бг„„. Аналогично выполняют устройства для извлечения корней более высоких степеней или возведения в любую степень, причем у данных перемпожителей нет ограничений 1кроме точностных) на количество входных сигналов. Перемггоогеителги на компонентах с параболическими (квадрипгичными) характериетикалги основаны на использовании математической зависимости 16.162) Они могут быть выполнены по структурной схеме рис.
6.44. Сумматоры ! и 2 осуществляют суммирование и вычитание перемножаемых напряжений. Квадраторы 3 и 4 представляют собой функциональные усилители, имеюгцие квадратичную амплитудную характеристику вида 1г'„„„=-К1гг„. Усилитель РА! обеспечивает суммирование напряжений квадраторов, имеющих !г н,1'!4 !6)г хт Рис. 6.44.
Псрсмнохгитсль сгггггалов на квгьтраторах 466 йЕ ягма с пупыр саада гг '.г, а ' ! с Рис. 645. Персмножи ~ель с амплигЗднопнироз ной импульсаой моду ~япией !а! и диаграммы его напряжении !В! 467 разные значения с соответствующими весовыми коэффициентами К=- К,Л,!Лг; К= К,Лз)А, ! ! Преимущество таких перемножителей в широкой полосе рабочих частот и небольших частотных погрешностях. Недостатками их являются; сложность и большая стоимость; колебательный характер относительной погрешности, что обусловлено кусочно-линейной аппроксимацией амплитудной характеристики; влияние на погрешность перемножителя температурных дрейфов нуля его функциональных узлов.
Перелзножители, в которых использована амплипзудно-широтная импульсная модуляция (АШИМ), обеспечивают получение наибольшей точности перемножения (погрешность менее 0,1%, погрешность от нелинейности преобразования 0,02%). Но из-за ограниченной скорости работы электронных ключей их используют преимущественно на низких частотах. В этих перемножителях входные сигналы преобразуются в прямоугольные импульсы, ллительность и высота которых пропорциональны перемножаемым величинам, а их среднее значение произведению этих величин. Идею работы перемножителя с АШИМ поясняет рис. 6.45, а.
В его состав входят генератор напряжения треугольной формы 1, компаратор напряжений 2, управляемый компаратором электронный ключ 3, сумматор на ОУ 4 и фильтр низких частот 5. В компараторе сравниваются напряжение генератора ! и напряжение 11,. Если С'а равно нулю, то на выходе компаратора 1 будут иметься разнополярные импульсы одинаковой длительности. В этом случае ключ 3 будет открыт и закрыт одинаковые промежутки времени. Когда ключ закрыт, на выходе ОУ будет напряжение 1/4 = ГгЛ, !Л.
При его открывании 114 равно 11 = 11!А! )А— — (/г2Аз!'Л= — ГгЛг!Л. Среднее значение эт'их импульсов, выделяемое филь'!'ром, равно нулю, При с/ ~0 длительности разнополярных импульсов на выхоле компаратора станут равными !рис. 6.45, б) (6.163) (6.164) где !/,--напряжение генератора 1; Т длительность периода ~/, Так как ключ будет открыт в течение промежутка времени г„то выходное напряжение ОУ ~/выл /с (!/1/2 '/1/1) (6.165) """ — 0 — '+ ' '- .".".". = О, Я Я (6.166) оз куда !/ '2 1 (6.167) Данный делитель относится к числу двухквалрантных и работает при любой полярности напряжения с/ и одной Таким образом.
входное напряжение 1/, определяет амплитуду, а ~/, — -длительность импульсов, поступающих на вход сумматора, из которых с помощью фильтра низких частот выделяется постоянная составляющая. Для того чтобы напряжение !/, не менялось за время одного «периода» перемножения, частоту генератора треугольного напряжения берут в 10 100 раз большей наивысшей частоты умножаемых сигналов. Погрешности подобного перемножителя зависят от значения напряжения !/„его линейности, симметричности, от стабильности уровня срабачыва ия компаратора и параметров электронного ключа. При использовании АШИМ и погрешности 0,2% удается получить полосу пропускания около 10 кГц.
Перемножители, условное обозначение которых показано на рис. 6.46, и. широко используют для выполнения математических операций и создания функциональных узлов различного назначения. На их основе изготовляют устройства для возведения входного сигнала в квадрат !рис.
6.46, 6). Для этого входы Х и г соединяют между собой и подключают к источнику входного сигнала. Любой из рассмотренных перемножизелей можно использовать для деления напряжений. Для этого их следует включить в цепь ОС операционного усилителя !рис. 6.46„в). В этом случае справедливо равенство йВх к кяп ~ пкр Ки', у у а) в) дам Рис биб. Условное обозначение перемножителя (а), квалратор нв, ° о ч псрсмножнтсля (6), Лслитсян напряжения на перемиожитсле и ОУ ) и микросхеме 525ПП2 (е); условное обозначение лелитсля (д); К козффиочс перелачи полярности напряжения су,(У, >О).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
